关键词：大型火电厂；超超临界；燃煤发电机组；技术研究
1我国超超临界燃煤发电机组技术研究现状
1.1我国A-USC技术的研究现状
我国通过这些年积极推进超超临界发电技术优化和升级，燃煤机组平均供电煤耗持续下降，预计到2020年将进一步降低至310g/kWh。煤耗每下降1g，主要都是通过锅炉或汽轮机的参数提高来实现的。国内超临界火电技术从2002年开始仅4年就完成了从亚临界到超临界再到超超临界的发展，标志着中国超超临界技术实现了跨越式发展。机组的主蒸汽压力/主蒸汽温度/再热蒸汽温度分别为29.4MPa/605℃/623℃。
1.2我国USC-CFB技术的研究现状
2002年，超临界CFB已被列入863计划;形成我国自主知识产权的超临界循环流化床技术和相关专利及产品，使我国循环流化床燃烧技术实现跨越式发展，使该技术大规模进入我国燃煤发电行业。2012年12月，世界首台的等级超临界CFB锅炉进入商业运行，投产后运行稳定，最长连续运行163d，成为世界上容量最大的超临界CFB锅炉，该研究成果达到国际领先水平。项目成果被直接用于2台660MW超临界CFB锅炉，并推广应用到350MW超临界CFB锅炉上。目前东方锅炉在350MW等级超临界CFB锅炉上已经实现批量生产供货。标志着我国的USC-CFB技术已跻身世界领先行列，且大型CFB锅炉进入超临界时代。
2大型火电厂超超临界燃煤发电机组技术研究进展
2.1机组关键部件生产制造技术
国内的研究院和锅炉厂正在进行耐热管材的冷热加工、热处理、焊接工艺以及无损检测技术的研究工作，一些制造企业也逐渐开展汽轮机的转子和叶片等关键部件的铸锻造和热处理工艺研究。焊接质量对整个发电机组的质量具有十分重要的影响，如何确保高温条件下的焊接质量符合要求是当前急需解决的关键问题。例如：目前，哈锅、东锅以及上锅等各大汽轮机制造企业正在开展锅炉管材、试板以及大型铸锻件的焊接试验，并且取得了较大的进展，对于提高焊接质量具有十分重要的现实意义。
2.2机组吹灰器运行技术
即通过受热面积灰结渣和锅炉炉膛出口烟气温度的监测，计算后对锅炉受热面的运行状态进行可靠判断，了解其当前的污染程度与受损程度，然后提出具有针对性的措施解决，为提高机组运行综合效率提供保障。实际中对吹灰器优化设计，可以降低吹灰蒸汽量，促使机组排烟温度降低，提高烟气温度的利用率，减少煤炭损耗，达到节能降耗的效果。并且，通过对吹灰器的优化，还能够降低四管磨损，根据生产情况灵活吹灰，从根源上来杜绝锅炉爆管问题的发生，进一步提高了锅炉运行的安全性。
2.3机组磨煤机设计技术
通过对磨煤机的设计优化，来降低炉渣的含碳量，保证煤炭可以充分燃烧，降低能源损耗。第一，对磨煤机分离器进行改造，应用二次携带轴向型双挡板煤粉分离器，不仅可以预防分离器堵塞，还可以灵活调节粉煤细度，提高煤粉的均匀性。第二，通过改造磨煤机的衬板，来减少研磨的死区，提高设备的耐磨性。同时对料位系统进行改造，选择应用不锈钢材料的护板，提高其耐腐蚀性，确保料位管线能够可靠运行。另外，在实际生产中，还需要定期对磨煤机的分离器进行定期清理，就地倾听炉分管是否存在运行异音，判断运行状态以便及时清理，维持设备的正常运行。
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2.4火电机组灵活性技术
由于我国燃机、抽水蓄能电站装机量不足，对风电波动需要稳定的电源进行平衡，“十三五”将有2.15亿kW燃煤机组进行火电灵活性改造。我国火电灵活性技术现阶段主要集中在热电机组配置储热系统后的热电解耦效果研究和燃煤机组深度调峰两方面。我国“三北”地区电源结构以燃煤火电为主，且热电机组比重较高。在冬季供暖期，热电机组按“以热定电”方式运行，调峰能力仅为10%左右。“十三五”期间提高电源调峰能力，对火电机组进行灵活性改造，特别是热电机组的灵活性改造，将是解决“三北”地区风电和太阳能发电消纳最为直接有效的手段之一。
2.5机组节能技术研究
燃煤火电机组节能改造技术包罗万象，与系统相关的综合节能提效改造技术包括：亚临界参数机组提效改造、供热机组改造、系统和设备提效改造(烟气余热深度利用、锅炉空气预热器提效改造、烟风道节能改造等)等。可密切关注现有300~1000MW机组改造改造技术、系统和设备提效改造等其中的核心技术的研发。以冷凝法烟气水回收技术为代表的烟气水回收技术是目前比较成熟并可以应用于工程的深度节水技术，并且将来还会有较大的发展空间。冷凝法烟气水回收技术一是实现深度节水。
2.6锅炉耦合生物质机组混烧技术
生物质是一种清洁的低碳燃料，含硫和含氮量均较低，燃烧后SO2、NOx排放量比煤炭要小得多。燃煤锅炉耦合生物质改造技术可降低CO2排放,提供可灵活调节的、高质量的、新能源电力供应。根据收购生物质燃料的多少可灵活配比燃料资源利用，使用可再生生物质资源，降低不可再生煤的消耗。燃煤火电机组耦合生物质发电能够有效利用生物质，减少机组燃煤量，有利于燃煤火电机组的节能；燃煤火电机组耦合生物质发电既可以解决农民散烧废弃秸秆的污染问题，又可以降低燃煤机组本身污染物排放水平。大型燃煤锅炉生物质混烧技术发展路线可归纳为生物质颗粒和生物质气化后燃烧2条主要路线。尽管生物质颗粒混烧技术有难以计量方面的缺点，但若此缺点可以克服，将是大型燃煤锅炉生物质混烧技术发展的主要方向，可以实现大型锅炉各种比例混烧技术应用，同时具有成熟、可靠、安全的特点，该技术在国际上已经得到广泛应用。
2.7机组深度减排技术
超超临界机组+生物质混烧+区域供热无疑是未来解决新建燃煤火电机组CO2深度减排的主要技术路线，在新建高效超超临界机组的同时，可进行相关技术研究，甚至可预留相关建设场地，实现未来绿色燃煤火电机组的可持续发展。例如：1100MW超超临界机组采取超超临界参数+生物质混烧+区域供热的CO2深度减排技术路线。机组容量为2?1100MW，机组参数为28.5MPa/600℃/620℃，机组净效率?46%。MPP3电厂混烧30%左右的生物质，采取区域供热。
3机组运行方式优化探究
通过对机组运行方式的优化，来达到节能降耗的效果。需要基于实际生产需求，并结合实践经验，对机组运行参数进行调整。并应用DCS分散控制系统，对机组运行状态进行灵活控制，通过对锅炉运行状态的动态监测，在发现运行异常或者运行效率较低的情况后，及时对问题原因进行分析，采取有效措施应对解决，确保锅炉可以始终维持在高效运行状态，提高煤炭燃烧效率，降低能源的浪费。同时，对原有鼓风机增加入炉风量方式进行优化，基于生产要求来控制入炉风量大小，避免过多或或少，争取在为锅炉燃烧提供充足氧气的同时，控制锅炉运行能耗。
4.结语
综上所述，加快建设和发展超(超)临界火电机组是解决电力短缺、能源利用率低和环境污染严重的最现实、最有效的途径。只有这样，才能确保火力发电厂长期发展，早日达到节能降耗生产状态。
参考文献:
［1］张基．超超临界机组节能降耗浅析［J］．山东工业技术，2017(14):158．
［2］宣恩文．超超临界节能降耗技术的应用［J］．机电信息，2016(21):91+93．
论文作者:邓凯
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第17期
论文发表时间:2020/3/4
标签：机组论文; 锅炉论文; 技术论文; 超临界论文; 燃煤论文; 火电论文; 生物论文; 《科学与技术》2019年第17期论文;